굴절률 분포의 다양한 모드에 따라 다중 모드 광섬유는 계단 형 다중 모드 광섬유와 점진적 유형 다중 모드 광섬유로 나눌 수 있습니다. 작동 원리가 다르기 때문에 응용 프로그램에 차이가 있습니다.
단계 형 다중 모드 광섬유의 작동 원리 및 적용
계단 형 섬유에는 굴절률이 균일하게 분포되어 있습니다. 클래딩의 굴절률이 낮기 때문에, 즉 코어 굴절률이 클래딩보다 높기 때문에 코어와 클래딩의 경계에서 굴절률이 급격히 감소하여 단차를 형성합니다. 계단 형 다중 모드 광섬유의 경우 빛은 전반사 원리에 따라 광섬유 축을 따라 전파됩니다. 그중 입사각이 다른 광섬유로의 광 전송 경로가 다릅니다. 입사광은 입력단에서 동일한 속도로 투과하지만 출력단에 도달하는 데 시간이 다르기 때문에 시간 분산이 발생하여 펄스가 심각하게 넓어지며, 이른바 인터 모드 분산이라고합니다. .
디지털 통신은 광 펄스를 사용하여 광섬유를 따라 신호를 보내기 때문에 모달 분산으로 인해 펄스가 광섬유와 함께 이동할 때 심하게 넓어지고 확산됩니다. 섬유가 이동하는 모드가 많을수록 더 많은 펄스를 걸어야합니다. 이것은 또한 단계 모드 다중 모드 광섬유의 대역폭을 크게 제한합니다. 더욱이 인터 모드 분산은 광섬유 통신에 적합하지 않습니다. 디지털 광섬유 시스템의 경우 분산이 심할 경우 펄스의 중첩이 발생하여 ISI로 이어지고 BER이 증가합니다. 따라서 광섬유의 분산은 광섬유의 전송 능력에 영향을 미칠뿐만 아니라 광섬유 통신 시스템의 중계 거리를 제한합니다. 이러한 제한으로 인해 단계 광섬유 다중 모드는 짧은 거리 (수 킬로미터 이내) 및 저속 (8Mb / s 미만)의 통신 시스템에서 비교적 저렴한 비용으로 자주 사용됩니다.
테이퍼 멀티 모드 광섬유의 작동 원리 및 적용
테이퍼 섬유의 굴절률은 일정한 법칙에 따라 지속적으로 변하며 균일하지 않습니다. 테이퍼 섬유의 굴절률은 섬유 축에서 가장 크고 클래딩 경계 근처에서 가장 작습니다. 즉, 테이퍼 섬유의 굴절률은 코어 반경이 증가함에 따라 감소합니다. 그래디언트 섬유에서 굴절률의 변화는 굴절을 유발하지만 전반사는 발생하지 않으며 빛이 클래딩 경계 (최소 굴절률)로 전송되면 섬유가 다시 섬유 축으로 굴절됩니다.
테이퍼 형 다중 모드 광섬유의 경우 빛은 정현파 진동의 형태로 앞으로 이동합니다. 스텝 형 멀티 모드 파이버와 마찬가지로 다른 빛은 그레이딩 된 멀티 모드 파이버에서 다른 경로를 따라 전파됩니다. 그중 광 전파율은 광섬유 코어의 굴절률에 따라 광율이 변하기 때문에 다릅니다. 빛이 광섬유 축에서 멀수록 속도가 빨라집니다. 즉, 굴절률이 작을수록 전파율이 높아집니다. 동시에 테이퍼 드 멀티 모드 광섬유는 자체 초점 효과를 가지며 다른 입사각의 해당 광선은 동일한 지점에 집중되며 이러한 광선의 시간 지연은 거의 동일합니다. 이로 인해 모드 간 분산이 크게 줄어들 수 있으므로 테이퍼 형 다중 모드 광섬유의 대역폭은 단계 다중 모드 광섬유의 대역폭보다 높습니다. 결과적으로 오늘날 대부분의 다중 모드 광섬유는 테이퍼됩니다. 스텝 멀티 모드 파이버에 비해 테이퍼링 멀티 모드 파이버는 일반적으로 중간 거리 (10 ~ 20 탭)와 상대적으로 높은 전송 속도 (34 ~ 140Mb / s)의 통신 시스템에 사용되어 비용이 더 높습니다.
